Geocentrický model - Geocentric model

Obrázek nebeských těles - Ilustrace ptolemaiovského geocentrického systému portugalským kosmografem a kartografem Bartolomeu Velho , 1568 (Bibliothèque Nationale, Paříž)

V astronomii je geocentrický model (také známý jako geocentrismus , často ilustrovaný specificky Ptolemaiovým systémem ) nahrazovaným popisem vesmíru se Zemí uprostřed. Pod geocentrický model, Slunce , Měsíc , hvězdy a planety všichni oběžné dráze Země. Geocentrický model byl převládajícím popisem vesmíru v mnoha starověkých civilizacích, jako například Aristoteles v klasickém Řecku a Ptolemaios v římském Egyptě.

Dvě pozorování podpořila myšlenku, že Země je středem vesmíru:

  • Za prvé, zdá se, že odkudkoli na Zemi Slunce obíhá kolem Země jednou denně . Zatímco Měsíc a planety mají své vlastní pohyby, zdá se, že se také otáčejí kolem Země přibližně jednou denně. Zdálo se, že hvězdy jsou upevněny na nebeské sféře rotující jednou denně kolem osy přes geografické póly Země.
  • Zadruhé, Země se zdá být nehybná z pohledu pozemského pozorovatele; působí pevně, stabilně a nehybně.

Starověcí Řekové , starověcí Římané a středověcí filozofové obvykle kombinovali geocentrický model se sférickou Zemí , na rozdíl od staršího modelu ploché Země implikovaného v nějaké mytologii . Starověká židovská babylonská uranografie zobrazovala plochou Zemi s kupolovitým tuhým baldachýnem zvaným obloha na něm (רקיע- rāqîa '). Řecký astronom a matematik Aristarchus ze Samosu (asi 310-asi 230 př. N. L.) Vyvinul heliocentrický model, který umístil všechny tehdy známé planety ve správném pořadí kolem Slunce. Staří Řekové věřili, že pohyby planet jsou kruhové , což v západní kultuře nebylo zpochybněno až do 17. století, kdy Johannes Kepler předpokládal, že oběžné dráhy jsou heliocentrické a eliptické (Keplerův první zákon planetárního pohybu ). V roce 1687 Newton ukázal, že eliptické dráhy lze odvodit z jeho gravitačních zákonů.

Astronomické předpovědi Ptolemaiova geocentrického modelu , vyvinutého ve 2. století n. L., Sloužily jako základ pro přípravu astrologických a astronomických map na více než 1500 let. Geocentrický model, držel houpat se do časného moderního věku, ale od konce 16. století kupředu, to bylo postupně nahrazeno podle heliocentrický model z Koperník (1473-1543), Galileo (1564-1642), a Kepler (1571-1630). Mezi přechodem mezi těmito dvěma teoriemi byl velký odpor. Někteří měli pocit, že nová, neznámá teorie nemůže narušit přijatý konsenzus pro geocentrismus.

Starověké Řecko

Ilustrace Anaximanderových modelů vesmíru. Vlevo léto; vpravo, zima.

Geocentrický model vstoupil do řecké astronomie a filozofie v raném bodě; lze jej nalézt v předsokratovské filozofii . V 6. století př. N. L. Navrhl Anaximander kosmologii se Zemí ve tvaru části pilíře (válce), drženého ve středu všeho vysoko. Slunce, Měsíc a planety byly díry v neviditelných kolech obklopujících Zemi; skrz otvory lidé viděli skrytý oheň. Přibližně ve stejnou dobu si Pythagoras myslel, že Země je koule (v souladu s pozorováním zatmění), ale ne ve středu; věřil, že je v pohybu kolem neviditelného ohně. Později se tyto názory spojily, takže si většina vzdělaných Řeků ze 4. století př. N. L. Myslela, že Země je koulí ve středu vesmíru.

Ve 4. století př. N. L. Napsali dva vlivní řečtí filozofové Platón a jeho student Aristoteles práce založené na geocentrickém modelu. Podle Platóna byla Země koulí, nehybnou ve středu vesmíru. Hvězdy a planety byly neseny kolem Země na sférách nebo kruzích , uspořádaných v pořadí (směrem ven od středu): Měsíc, Slunce, Venuše, Merkur, Mars, Jupiter, Saturn, pevné hvězdy, s pevnými hvězdami umístěnými na nebeských koule. Ve svém „ mýtu o Er “, části republiky , Platón popisuje vesmír jako vřeteno nezbytnosti , kterého se účastní Sirény a které jsou otočeny třemi osudy . Eudoxus z Cnidus , který spolupracoval s Platónem, vyvinul méně mýtické, matematičtější vysvětlení pohybu planet na základě Platónovy diktatury o tom, že všechny jevy v nebesích lze vysvětlit rovnoměrným kruhovým pohybem. Aristoteles zpracoval Eudoxův systém.

V plně vyvinutém aristotelském systému je sférická Země ve středu vesmíru a všechna ostatní nebeská tělesa jsou připojena ke 47–55 průhledným, rotujícím sférám obklopujícím Zemi, všechny s ní soustředné. (Počet je tak vysoký, protože pro každou planetu je zapotřebí několik sfér.) Tyto koule, známé jako krystalické koule, se všechny pohybovaly různými stejnými rychlostmi, aby vytvořily revoluci těles kolem Země. Byly složeny z neporušitelné látky zvané éter . Aristoteles věřil, že Měsíc je v nejvnitřnější sféře, a proto se dotýká říše Země, což způsobuje vznik tmavých skvrn ( macula ) a schopnost procházet měsíčními fázemi . Svůj systém dále popsal vysvětlením přirozených tendencí pozemských prvků: Země, vody, ohně, vzduchu a nebeského éteru. Jeho systém tvrdil, že Země je nejtěžší prvek s nejsilnějším pohybem směrem do středu, takže voda tvoří vrstvu obklopující sféru Země. Tendence vzduchu a ohně na druhé straně spočívala v pohybu nahoru, mimo střed, přičemž oheň byl lehčí než vzduch. Za vrstvou ohně se nacházely pevné koule éteru, ve kterých byla vložena nebeská tělesa. Sami byli také zcela složeni z éteru.

Dodržování geocentrického modelu do značné míry vyplývalo z několika důležitých pozorování. Za prvé, pokud by se Země pohnula, pak by měl být člověk schopen pozorovat posun pevných hvězd v důsledku hvězdné paralaxy . Stručně řečeno, pokud by se Země pohybovala, tvary souhvězdí by se měly během roku značně změnit. Pokud se zdálo, že se nepohybují, hvězdy jsou buď mnohem dále než Slunce a planety, než bylo původně koncipováno, což činí jejich pohyb nedetekovatelným, nebo se ve skutečnosti nepohybují vůbec. Protože hvězdy byly ve skutečnosti mnohem dále, než předpokládali řečtí astronomové (pohyb byl extrémně jemný), hvězdná paralaxa byla detekována až v 19. století . Řekové proto zvolili jednodušší ze dvou vysvětlení. Dalším pozorováním používaným ve prospěch geocentrického modelu v té době byla zjevná konzistence Venušiny svítivosti, což znamená, že je obvykle přibližně stejná vzdálenost od Země, což je zase v souladu s geocentrismem než heliocentrismem. Ve skutečnosti je to proto, že ztráta světla způsobená fázemi Venuše kompenzuje nárůst zjevné velikosti způsobený její proměnlivou vzdáleností od Země. Odpůrci heliocentrismu poznamenali, že pozemská těla přirozeně mají tendenci odpočívat co nejblíže středu Země. Pozemní tělesa, kromě možnosti klesnout blíže středu, mají tendenci se nepohybovat, pokud nejsou nuceni vnějším předmětem nebo přeměněna na jiný prvek teplem nebo vlhkostí.

U mnoha jevů byla upřednostňována atmosférická vysvětlení, protože model Eudoxan – Aristotelian založený na dokonale soustředných sférách nebyl určen k vysvětlení změn jasu planet v důsledku změny vzdálenosti. Nakonec byly dokonale soustředné sféry opuštěny, protože za tohoto ideálu nebylo možné vyvinout dostatečně přesný model. Nicméně, zatímco poskytoval podobná vysvětlení, pozdější model deferentů a epicyklů byl dostatečně flexibilní, aby pojal pozorování po mnoho staletí.

Ptolemaický model

Základní prvky ptolemaiovské astronomie, znázorňující planetu na epicyklu s excentrickým deferentem a ekvivalentním bodem. Zeleně zastíněná oblast je nebeská sféra, kterou planeta zaujímá.

Ačkoli základní principy řeckého geocentrismu byly stanoveny v době Aristotela, detaily jeho systému se nestaly standardem. Ptolemaický systém vyvinutý helénistickým astronomem Claudiem Ptolemaiem ve 2. století n. L. Konečně standardizoval geocentrismus. Jeho hlavní astronomické dílo Almagest bylo vyvrcholením staletí práce helénských , helénistických a babylonských astronomů. Po více než tisíciletí evropští a islámští astronomové předpokládali, že je to správný kosmologický model. Kvůli svému vlivu si lidé někdy mylně myslí, že ptolemaický systém je totožný s geocentrickým modelem .

Ptolemaios tvrdil, že Země je koule ve středu vesmíru, z jednoduchého pozorování, že polovina hvězd byla kdykoli nad horizontem a polovina byla kdykoli pod horizontem (hvězdy na rotující hvězdné sféře), a z předpokladu, že hvězdy byli všichni v nějaké skromné ​​vzdálenosti od středu vesmíru. Pokud by byla Země v podstatě posunuta ze středu, toto rozdělení na viditelné a neviditelné hvězdy by nebylo stejné.

Ptolemaický systém

Stránky z roku 1550 Annotazione na Sacrobosco's De sphaera mundi , ukazující ptolemaiovský systém.

V systému Ptolemaic se každou planetou pohybuje soustava dvou sfér: jedna se nazývá její odkladná; druhý, jeho epicykl . Deferent je kruh, jehož středový bod, nazývaný excentrický a označený v diagramu X, je vzdálený od Země. Původním účelem výstředníku bylo vysvětlit rozdíl v délkách ročních období (severní podzim byl v tomto časovém období asi o pět dní kratší než na jaře) umístěním Země mimo střed otáčení zbytku vesmíru. Další sféra, epicykl, je vložena do sféry deferent a je znázorněna menší tečkovanou čarou vpravo. Daná planeta se poté pohybuje kolem epicyklu a současně se epicykl pohybuje po dráze vyznačené deferentem. Tyto kombinované pohyby způsobují, že se daná planeta pohybuje blíže a dále od Země v různých bodech na její oběžné dráze, a vysvětlila pozorování, že planety zpomalily, zastavily se a pohybovaly se zpět v retrográdním pohybu a poté znovu obrátily, aby se vrátily do normálu, nebo program, pohyb.

Model deferent-and-epicycle byl používán řeckými astronomy po celá staletí spolu s myšlenkou výstředníku (deferent, jehož centrum je mírně daleko od Země), který byl ještě starší. Na obrázku není středem deferentu Země, ale skvrna označená X, což ji činí excentrickou (z řeckého ἐκ ec- což znamená „od“ a κέντρον kentron znamená „centrum“), odkud skvrna odvozuje svůj název . Bohužel systém, který byl v Ptolemaiově době k dispozici, neodpovídal zcela pozorování , přestože byl oproti Hipparchovu systému vylepšen. Nejpozoruhodněji by velikost retrográdní smyčky planety (zejména Marsu) byla menší a někdy i větší, než se očekávalo, což by mělo za následek poziční chyby až 30 stupňů. Aby tento problém zmírnil, vyvinul Ptolemaios ekvivalent . Ekvant byl bod blízko středu oběžné dráhy planety, který kdybyste tam stáli a sledovali, střed epicyklu planety by vždy vypadal, že se pohybuje rovnoměrnou rychlostí; na všech ostatních místech by byla nerovnoměrná rychlost, jako na Zemi. Použitím ekvantu Ptolemaios tvrdil, že udržuje pohyb, který je rovnoměrný a kruhový, ačkoli se odchýlil od platonického ideálu rovnoměrného kruhového pohybu . Výsledný systém, který byl nakonec na západě široce přijímán, se zdá moderním astronomům nepraktický; každá planeta vyžadovala epicykl otáčející se na deferentě, kompenzovaný ekvivalentem, který byl pro každou planetu jiný. Předpovídal různé nebeské pohyby, včetně začátku a konce retrográdního pohybu, s maximální chybou 10 stupňů, podstatně lepší než bez ekvantu.

Model s epicykly je ve skutečnosti velmi dobrým modelem eliptické dráhy s nízkou excentricitou. Dobře známý tvar elipsy se neprojevuje ve znatelné míře, když je excentricita menší než 5%, ale offsetová vzdálenost „středu“ (ve skutečnosti ohniska obsazeného sluncem) je velmi patrná i při nízkých excentricitách, které má planety.

Abych to shrnul, Ptolemaios vymyslel systém, který byl kompatibilní s aristotelskou filozofií a dokázal sledovat skutečná pozorování a předpovídat budoucí pohyb většinou v mezích příštích 1000 let pozorování. Pozorované pohyby a jeho mechanismy pro jejich vysvětlení zahrnují:

Ptolemaický systém
Objekty Pozorování Mechanismus modelování
Hvězdy Pohyb celé oblohy na západ za ~ 24 hodin („první pohyb“) Stars: Denní západ pohyb z oblasti hvězd , který nese všechny další oblasti s ním; normálně ignorován; ostatní sféry mají další pohyby
slunce Pohyb na východ každoročně podél ekliptiky Pohyb sluneční sféry na východ za jeden rok
slunce Nejednotná sazba podél ekliptiky (nerovnoměrné roční období) Excentrická oběžná dráha (střed Slunce mimo Zemi)
Měsíc Měsíční pohyb na východ ve srovnání s hvězdami Měsíční pohyb měsíční sféry na východ
5 planet Obecný pohyb na východ přes zvěrokruh Pohyb deferentů na východ; období stanovené pozorováním planety obíhající ekliptiku
Planety Retrográdní pohyb Pohyb epicyklu stejným směrem jako deferent. Období epicyklu je čas mezi retrográdními pohyby ( synodické období ).
Planety Kolísání rychlosti ve zvěrokruhu Excentrický na planetu
Planety Variace v retrográdním načasování Ekvivalenty na planetu (Copernicus místo toho použil dvojici epicyklů)
Planety Velikost deferentů, epicyklů Byl stanoven pouze poměr mezi poloměrem deferentu a příslušným epicyklem; absolutní vzdálenosti teoreticky neurčené
Vnitřní planety Průměrné největší prodloužení 23 ° (Merkur) a 46 ° (Venuše) Velikost epicyklů nastavená těmito úhly, úměrná vzdálenostem
Vnitřní planety Omezeno na pohyb poblíž Slunce Vycentrujte jejich odložená centra podél linie Slunce – Země
Vnější planety Retrográdní pouze při opozici , když je nejjasnější Poloměry epicyklů zarovnány s přímkou ​​Slunce – Země

Geocentrický model byl nakonec nahrazen heliocentrickým modelem . Kopernikovský heliocentrismus by mohl odstranit Ptolemaiova epicykla, protože retrográdní pohyb byl patrný jako výsledek kombinace pohybu Země a planety a rychlostí. Copernicus cítil, že ekvanty jsou porušením aristotelské čistoty, a dokázal, že nahrazení ekvantu dvojicí nových epicyklů je zcela ekvivalentní. Astronomové často i nadále používali ekvivalenty místo epicyklů, protože to první bylo jednodušší vypočítat a poskytly stejný výsledek.

Ve skutečnosti bylo zjištěno, že modely Copernican, Ptolemaic a dokonce i Tychonic poskytovaly identické výsledky se stejnými vstupy. Jsou výpočetně ekvivalentní. Až Kepler předvedl fyzické pozorování, které by mohlo ukázat, že fyzické slunce je přímo zapojeno do určování oběžné dráhy, byl vyžadován nový model.

Ptolemaiovské pořadí sfér ze Země směrem ven je:

  1. Měsíc
  2. Rtuť
  3. Venuše
  4. slunce
  5. Mars
  6. Jupiter
  7. Saturn
  8. Opravené hvězdy
  9. Primum Mobile („první přesun“)

Ptolemaios nevymyslel ani nevypracoval tento řád, který odpovídá starověké náboženské kosmologii Sedmi nebes , která je společná pro hlavní euroasijské náboženské tradice. Sleduje také klesající oběžné doby Měsíce, Slunce, planet a hvězd.

Perská a arabská astronomie a geocentrismus

Muslimští astronomové obecně akceptovali ptolemaiovský systém a geocentrický model, ale v 10. století se pravidelně objevovaly texty, jejichž předmětem byly pochybnosti týkající se Ptolemaia ( shukūk ). Několik muslimských učenců zpochybnilo zjevnou nehybnost Země a její centrálnost ve vesmíru. Někteří muslimští astronomové věřili, že se Země otáčí kolem své osy , například Abú Saíd al-Sijzi ( kolem 1020). Podle al- Biruniho Sijzi vynalezl astroláb zvaný al-zūraqī na základě víry, kterou zastávali někteří jeho současníci „že pohyb, který vidíme, je způsoben pohybem Země, a nikoli pohybem oblohy“. Prevalence tohoto pohledu je dále potvrzena odkazem ze 13. století, který uvádí:

Podle geometerů (nebo inženýrů) ( muhandisīn ) je Země v neustálém kruhovém pohybu a to, co se zdá být pohybem nebes, je ve skutečnosti způsobeno pohybem Země a ne hvězd.

Brzy v 11. století Alhazen napsal ve svých Pochybách o Ptolemaiovi (c. 1028) skličující kritiku Ptolemaiova modelu , z níž někteří vykládali, že naznačuje, že kritizoval Ptolemaiovo geocentrismus, ale většina souhlasí s tím, že ve skutečnosti kritizoval detaily Ptolemaiova modelu. spíše než jeho geocentrismus.

Ve 12. století se Arzachel odchýlil od starověké řecké myšlenky jednotných kruhových pohybů hypotézou, že se planeta Merkur pohybuje po eliptické dráze , zatímco Alpetragius navrhl planetární model, který opustil rovníkové , epicyklické a excentrické mechanismy, ačkoli to vyústilo v systém to bylo matematicky méně přesné. Alpetragius také prohlásil ptolemaiovský systém za imaginární model, který byl úspěšný při předpovídání planetárních poloh, ale nebyl skutečný ani fyzický. Jeho alternativní systém se během 13. století rozšířil po většině Evropy.

Fakhr al-Din al-Razi (1149–1209), když se ve svém Matalibu zabýval svým pojetím fyziky a fyzického světa , odmítá aristotelský a avicennský pojem centrálnosti Země ve vesmíru, místo toho tvrdí, že existují „a tisíc tisíc světů ( alfa alfi 'awalim ) mimo tento svět tak, aby každý z těchto světů byl větší a masivnější než tento svět a aby měl to, co tento svět má. " Na podporu svého teologického argumentu cituje verš Koránu : „Všechna chvála patří Bohu, Pánu světů“, přičemž zdůrazňuje výraz „světy“.

„Maragha revoluce“ označuje revoluci školy Maragha proti ptolemaiovské astronomii. „Škola Maragha“ byla astronomickou tradicí, která začala v observatoři Maragha a pokračovala s astronomy z mešity v Damašku a observatoře Samarkand . Jako jejich andaluské předchůdci, astronomové Maragha pokusili vyřešit equant problém (kruhu kolem, jehož obvod planeta nebo střed z epicycle byl koncipován tak, aby pohyb rovnoměrně) a výrobu alternativních konfigurací na modelu Ptolemaic bez opuštění geocentrism. Byli úspěšnější než jejich andalustí předchůdci při výrobě konfigurací mimo Ptolemaic, které eliminovaly ekvivalenty a excentry, byly přesnější než Ptolemaicův model v numericky předpovídajících planetárních polohách a byly v lepší shodě s empirickými pozorováními. Mezi nejvýznamnější z maraghaských astronomů patřili Mo'ayyeduddin Urdi ( 1266), Nasīr al-Dīn al-Tūsī (1201–1274), Qutb al-Din al-Shirazi (1236–1311), Ibn al-Shatir (1304 –1375), Ali Qushji (c. 1474), Al-Birjandi ( 1525) a Shams al-Din al-Khafri († 1550). Ibn al-Shatir , damascénský astronom (1304–1375 n. L.) Pracující v mešitě Umayyad , napsal významnou knihu s názvem Kitab Nihayat al-Sul fi Tashih al-Usul ( A Final Inquiry about the Rectification of Planetary Theory ) o teorii, která se z velké části odchyluje od tehdy známého ptolemaiovského systému. ES Kennedy ve své knize Ibn al-Shatir, arabský astronom ze čtrnáctého století , napsal „co je však nejzajímavější, je to, že lunární teorie Ibn al-Shatira, až na triviální rozdíly v parametrech, je identická s teorií Koperník (1473–1543 n. L.). “ Zjištění, že modely Ibn al-Shatir jsou matematicky totožné s modely Copernicus, naznačuje možný přenos těchto modelů do Evropy. Na Maragha a observatoře Samarkand , v rotace Země byla diskutována al-Tusi a Ali Qushji (b 1.403.); argumenty a důkazy, které použili, se podobají těm, které použil Koperník na podporu pohybu Země.

Maraghská škola však nikdy nezměnila paradigma k heliocentrismu. Vliv školy Maragha na Copernicus zůstává spekulativní, protože neexistují žádné listinné důkazy, které by to dokazovaly. Možnost, že Copernicus nezávisle vyvinul pár Tusi, zůstává otevřená, protože žádný výzkumník dosud neprokázal, že by věděl o Tusiho práci nebo o škole Maragha.

Geocentrismus a soupeřící systémy

Tato kresba z islandského rukopisu z roku 1750 ilustruje geocentrický model.

Ne všichni Řekové s geocentrickým modelem souhlasili. Pythagorova systém již bylo uvedeno; někteří Pythagorejci věřili, že Země je jednou z několika planet obíhajících kolem centrálního ohně. Hicetas a Ecphantus , dva Pythagorejci 5. století před naším letopočtem, a Heraclides Ponticus ve 4. století př. N. L. , Věřili, že se Země otáčí kolem své osy, ale zůstává ve středu vesmíru. Takový systém se stále kvalifikuje jako geocentrický. Ve středověku ji oživil Jean Buridan . Kdysi se předpokládalo, že Heraclides Ponticus navrhl, aby Venuše i Merkur obíhaly spíše Slunce než Zemi, ale to už není akceptováno. Martianus Capella rozhodně dal Merkur a Venuši na oběžnou dráhu kolem Slunce. Nejradikálnější byl Aristarchos ze Samosu . Napsal dílo, které nepřežilo, o heliocentrismu a řekl, že Slunce je ve středu vesmíru, zatímco Země a další planety se točí kolem něj. Jeho teorie nebyla populární a měl jednoho pojmenovaného následovníka, Seleuka ze Seleucie .

Koperníkovský systém

V roce 1543 se geocentrický systém setkal se svou první vážnou výzvou vydáním Copernicus ' De revolutionibus orbium coelestium ( O otáčkách nebeských sfér ), který předpokládal, že Země a ostatní planety místo toho obíhají kolem Slunce. Geocentrický systém byl stále držen po mnoho let poté, protože v té době kopernický systém nenabízel lepší předpovědi než geocentrický systém a představoval problémy jak pro přírodní filozofii, tak pro Písmo. Koperníkovský systém nebyl o nic přesnější než Ptolemaiový systém, protože stále používal kruhové dráhy. To se nezměnilo, dokud Johannes Kepler nepostuloval, že jsou eliptické (Keplerův první zákon planetárního pohybu ).

Vynález teleskopu v roce 1609 zpochybnil pozorování provedená Galileem Galileiem (například že Jupiter má měsíce) některé principy geocentrismu, ale vážně jej neohrozily. Protože pozoroval na Měsíci temné „skvrny“, krátery, poznamenal, že měsíc nebyl dokonalým nebeským tělesem, jak bylo dříve koncipováno. Bylo to poprvé, kdy někdo viděl nedokonalosti na nebeském těle, které mělo být složeno z dokonalého éteru . Vzhledem k tomu, že nedokonalosti Měsíce nyní mohou souviset s těmi, které jsou vidět na Zemi, dalo by se tvrdit, že ani jedno nebylo jedinečné: spíše to byla jen nebeská tělesa vyrobená ze zemského materiálu. Galileo mohl také vidět měsíce Jupitera, které věnoval Cosimu II de'Medici , a uvedl, že obíhají kolem Jupitera, nikoli Země. Toto bylo významné tvrzení, protože by to znamenalo nejen to, že ne všechno se točí kolem Země, jak je uvedeno v Ptolemaiovském modelu, ale také ukázalo, že sekundární nebeské těleso může obíhat pohybující se nebeské těleso, což posiluje heliocentrický argument, že pohybující se Země by mohla udržet Měsíc . Galileova pozorování byla ověřena jinými astronomy v daném období, kteří rychle přijali použití dalekohledu, včetně Christopha Scheinera , Johannesa Keplera a Giovana Paula Lemba.

Fáze Venuše

V prosinci 1610 Galileo Galilei pomocí svého dalekohledu pozoroval, že Venuše ukazuje všechny fáze , stejně jako Měsíc . Myslel si, že zatímco toto pozorování je neslučitelné s ptolemaiovským systémem, je to přirozený důsledek heliocentrického systému.

Ptolemaios však umístil Venušin deferent a epicykl zcela do sféry Slunce (mezi Sluncem a Merkurem), ale to bylo libovolné; stejně snadno mohl vyměnit Venuši a Merkur a umístit je na druhou stranu Slunce, nebo provést jiné uspořádání Venuše a Merkuru, pokud byly vždy poblíž linie probíhající ze Země Sluncem, jako např. umístění středu epicyklu Venuše poblíž Slunce. V tomto případě, pokud je Slunce zdrojem veškerého světla, v systému Ptolemaic:

Pokud je Venuše mezi Zemí a Sluncem, fáze Venuše musí být vždy půlměsíc nebo celá temná. Pokud je Venuše mimo Slunce, fáze Venuše musí být vždy gigantická nebo plná.

Ale Galileo viděl Venuši nejprve malou a plnou a později velkou a půlměsíc.

V tomto zobrazení systému Tychonic se objekty na modrých oběžných drahách (Měsíc a Slunce) otáčejí kolem Země. Objekty na oranžových drahách (Merkur, Venuše, Mars, Jupiter a Saturn) obíhají kolem Slunce. Kolem všeho je sféra hvězd, která rotuje.

To ukázalo, že s ptolemaiovskou kosmologií epicykl Venuše nemůže být ani zcela uvnitř, ani úplně mimo oběžnou dráhu Slunce. V důsledku toho Ptolemaics opustil myšlenku, že epicycle Venuše byl kompletně uvnitř Slunce a později konkurence 17. století mezi astronomickými kosmologií zaměřený na variacích Tycho Brahe je Tychonic systém (ve kterém Země byla stále na středu vesmír a kolem něj obíhalo Slunce, ale všechny ostatní planety se točily kolem Slunce v jedné masivní sadě epicyklů), nebo variace na Koperníkovu soustavu.

Gravitace

Johannes Kepler analyzoval skvěle přesná pozorování Tycha Brahe a poté zkonstruoval své tři zákony v letech 1609 a 1619 na základě heliocentrického pohledu, kde se planety pohybují po eliptických drahách. Pomocí těchto zákonů byl prvním astronomem, který úspěšně předpověděl tranzit Venuše na rok 1631. Přechod z kruhových drah na eliptické planetární dráhy dramaticky zlepšil přesnost nebeských pozorování a předpovědí. Protože Kopernikův heliocentrický model nebyl o nic přesnější než Ptolemaiový systém, bylo zapotřebí nové pozorování, které by přesvědčilo ty, kteří se stále drželi geocentrického modelu. Keplerovy zákony založené na Braheho datech se však staly problémem, který geocentristé nemohli snadno překonat.

V roce 1687 Isaac Newton uvedl zákon univerzální gravitace , který dříve popsal jako hypotézu Robert Hooke a další. Jeho hlavním úspěchem bylo matematicky odvodit Keplerovy zákony pohybu planet z gravitačního zákona, což pomohlo prokázat tento zákon. To zavedlo gravitaci jako sílu, která udržovala Zemi a planety v pohybu vesmírem a také zabránila odletu atmosféry. Teorie gravitace umožnila vědcům rychle sestrojit věrohodný heliocentrický model sluneční soustavy. Newton ve svých Principiích vysvětlil svou teorii o tom, jak gravitace, dříve považovaná za tajemnou, nevysvětlenou okultní sílu, řídila pohyby nebeských těles a udržovala naši sluneční soustavu v provozuschopném stavu. Jeho popisy dostředivé síly byly průlomem ve vědeckém myšlení, přičemž využily nově vyvinutou matematickou disciplínu diferenciálního počtu a nakonec nahradily předchozí školy vědeckého myšlení, kterým dominovali Aristoteles a Ptolemaios. Proces však byl postupný.

Několik empirických testů Newtonovy teorie, vysvětlujících delší dobu oscilace kyvadla na rovníku a různou velikost stupně zeměpisné šířky, by postupně bylo k dispozici v letech 1673 až 1738. Robert Hooke navíc v roce 1674 pozoroval hvězdnou aberaci , a testováno v sérii pozorování Jeanem Picardem po dobu deseti let, dokončeno v roce 1680. Vysvětleno to však bylo až v roce 1729, kdy James Bradley poskytl přibližné vysvětlení z hlediska revoluce Země kolem Slunce.

V roce 1838 astronom Friedrich Wilhelm Bessel úspěšně změřil paralaxu hvězdy 61 Cygni a vyvrátil Ptolemaiovo tvrzení, že pohyb paralaxy neexistuje. To nakonec potvrdilo předpoklady, které učinil Copernicus, poskytující přesná a spolehlivá vědecká pozorování a přesvědčivě ukazující, jak vzdálené hvězdy jsou od Země.

Geocentrický rámec je užitečný pro mnoho každodenních činností a většinu laboratorních experimentů, ale je méně vhodnou volbou pro mechaniku sluneční soustavy a cestování vesmírem. Zatímco v těchto případech je nejužitečnější heliocentrický rámec , galaktická a extragalaktická astronomie je snazší, pokud je Slunce považováno za nehybné ani za střed vesmíru, ale spíše se otáčí kolem středu naší galaxie, zatímco naše galaxie také není v klidu v kosmickém pozadí .

Relativita

Albert Einstein a Leopold Infeld v knize The Evolution of Physics (1938) napsali : „Můžeme formulovat fyzikální zákony tak, aby byly platné pro všechny CS (= souřadnicové systémy ), nejen pro ty, kteří se pohybují jednotně, ale i pro ty, které se pohybují zcela libovolně, vzhledem k Pokud to lze udělat, naše potíže pominou. Poté budeme schopni aplikovat přírodní zákony na jakýkoli CS. Boj, tak násilný v počátcích vědy, mezi názory Ptolemaia a Koperníka by buď zcela bezvýznamný. Buď CS lze použít se stejným ospravedlněním. Dvě věty „slunce je v klidu a Země se pohybuje“ nebo „slunce se pohybuje a Země je v klidu“, by jednoduše znamenaly dvě různé konvence týkající se dva různé CS. Mohli bychom vybudovat skutečnou relativistickou fyziku platnou ve všech CS; fyziku, ve které by nebylo místo pro absolutní, ale pouze pro relativní pohyb? To je skutečně možné! “

Navzdory tomu, že dává geocentrickému pohledu větší respekt než newtonovská fyzika, relativita není geocentrická. Relativita spíše uvádí, že Slunce, Země, Měsíc, Jupiter nebo jakýkoli jiný bod v této záležitosti by mohl být vybrán jako střed sluneční soustavy se stejnou platností.

Relativita souhlasí s newtonovskými předpověďmi, že bez ohledu na to, zda jsou Slunce nebo Země vybrány libovolně jako střed souřadnicového systému popisujícího sluneční soustavu, dráhy planet tvoří (zhruba) elipsy vzhledem ke Slunci, nikoli Zemi. S ohledem na průměrnou vztažné soustavě z stálice , planety skutečně obíhají kolem slunce, která vzhledem ke své mnohem větší hmotnosti, se pohybuje mnohem méně než vlastní průměr a závažnost, která je dominantní při určení oběžné dráhy planet (jinými slovy, těžiště sluneční soustavy je blízko středu Slunce). Země a Měsíc jsou mnohem blíže binární planetě ; těžiště, kolem kterého oba rotují, je stále uvnitř Země, ale je asi 4624 km (2873 mi) nebo 72,6% poloměru Země od středu Země (tedy blíže k povrchu než střed).

Princip relativity zdůrazňuje, že správné matematické výpočty lze provádět bez ohledu na zvolený referenční rámec, a všechny se budou navzájem shodovat, pokud jde o předpovědi skutečných pohybů těles vzhledem k sobě navzájem. Aby bylo možné předpovídat pohyby planetárních těles, není nutné volit objekt ve sluneční soustavě s největším gravitačním polem jako střed souřadnicového systému, ačkoli to může usnadnit provádění nebo interpretaci výpočtů. Geocentrický souřadnicový systém může být výhodnější, když se zabývají pouze s orgány většinou ovlivněny gravitace Země (například umělých družic a Měsíce ), nebo při výpočtu co obloha bude vypadat při pohledu ze Země (na rozdíl od imaginární pozorovatel při pohledu shora na celou sluneční soustavu, kde by jiný souřadný systém mohl být pohodlnější).

Náboženské a současné dodržování geocentrismu

Ptolemaic model sluneční soustavy se konalo houpat do raného novověku ; od konce 16. století byl postupně nahrazován heliocentrickým modelem jako popis shody . Geocentrismus jako samostatná náboženská víra však nikdy zcela nevymřel. Například ve Spojených státech mezi lety 1870 a 1920 různí členové Lutheran Church – Missouri Synod publikovali články znevažující kopernikovskou astronomii a propagující geocentrismus. V teologickém čtvrtletníku z roku 1902 však AL Graebner poznamenal, že synoda neměla žádnou doktrinální pozici na geocentrismu, heliocentrismu ani na žádném vědeckém modelu, ledaže by byla v rozporu s Písmem. Uvedl, že jakákoli možná prohlášení geocentristů v rámci synody nestanovila pozici církevního těla jako celku.

Články, které tvrdily, že geocentrismus je biblická perspektiva, se objevily v některých informačních bulletinech o rané tvorbě poukazujících na některé pasáže v Bibli , které, když jsou brány doslova, naznačují, že denní zjevné pohyby Slunce a Měsíce jsou dány jejich skutečnými pohyby kolem Země spíše než kvůli rotaci Země kolem její osy. Například v Joshua 10:12 se říká, že Slunce a Měsíc se zastaví na obloze, a v žalmech je svět popisován jako nehybný. Žalmy 93: 1 částečně říkají : „svět je pevný, pevný a bezpečný“. Mezi současné zastánce takovýchto náboženských přesvědčení patří Robert Sungenis (autor knihy z roku 2006 Galileo se mýlil ). Tito lidé se hlásí k názoru, že prosté čtení Bible obsahuje přesný popis způsobu, jakým byl vesmír stvořen, a vyžaduje geocentrický pohled na svět. Většina současných kreacionistických organizací takové perspektivy odmítá.

Ankety

Podle zprávy, kterou v roce 2014 vydala National Science Foundation , se 26% Američanů dotázaných domnívá, že slunce obíhá kolem Země. Morris Berman cituje průzkum z roku 2006, který ukazuje, že v současné době se asi 20% americké populace domnívá, že Slunce obíhá kolem Země (geocentricismus), než aby Země obíhala kolem Slunce (heliocentricismus), zatímco dalších 9% tvrdilo, že neví. Průzkumy prováděné Gallupem v 90. letech zjistily, že 16% Němců, 18% Američanů a 19% Britů si myslí, že Slunce obíhá kolem Země. Studie provedená v roce 2005 Jonem D. Millerem z Northwestern University , odborníkem na veřejné porozumění vědě a technice, zjistila, že asi 20%nebo jeden z pěti dospělých Američanů věří, že Slunce obíhá kolem Země. Podle průzkumu VTSIOM z roku 2011 32% Rusů věří, že Slunce obíhá kolem Země.

Historické pozice římskokatolické hierarchie

Slavná Galileova aféra postavila geocentrický model proti tvrzením Galilea . Pokud jde o teologický základ takového argumentu, dva papeži se zabývali otázkou, zda by použití fenomenologického jazyka nutilo přiznat chybu v Písmu. Oba učili, že ne. Papež Lev XIII. (1878–1903) napsal:

musíme bojovat proti těm, kteří při špatném používání fyzikální vědy podrobně zkoumají posvátnou knihu, aby odhalili omyly autorů a využili příležitosti k zneuctění jejího obsahu. ... Mezi teologem a fyzikem nikdy nemůže existovat skutečný rozpor, pokud se každý uzavře do svých vlastních linií a oba jsou opatrní, jak nás varuje svatý Augustin, „nedělat unáhlená tvrzení, nebo tvrdit, co není známé jako známé “. Pokud by mezi nimi došlo k roztržce, je zde také pravidlo stanovené svatým Augustinem pro teologa: „Cokoli, co mohou skutečně prokázat, že je pravda o fyzické přirozenosti, musíme ukázat, že jsme schopni smíření s naším Písmem; a cokoli prohlašují ve svých pojednáních, která jsou v rozporu s těmito našimi Písmy, tj. s katolickou vírou, buď to musíme dokázat tak dobře, jak můžeme, aby byli zcela falešní, nebo v každém případě musíme tomu bez nejmenšího zaváhání věřit být tak. " Abychom pochopili, jak je zde formulované pravidlo, musíme si nejprve zapamatovat, že svatí autoři, nebo přesněji řečeno Duch Svatý „Kdo jimi mluvil, neměl v úmyslu učit lidi tyto věci (tj. základní podstata věcí viditelného vesmíru), věci, které v žádném případě neprospívají spáse “. Nesnažili se tedy proniknout do tajemství přírody, ale spíše popisovali a řešili věci více či méně obrazným jazykem nebo termíny, které se v té době běžně používaly a které se v mnoha případech v dnešní době běžně používají, dokonce i nejvýznamnějšími vědci. Běžná řeč primárně a správně popisuje, co spadá pod smysly; a poněkud stejným způsobem posvátní spisovatelé-jak nám také připomíná andělský doktor-„šli podle toho, co se rozumně objevilo“, nebo odložili to, co Bůh, mluvící k lidem, znamenal, tak, jak to lidé chápali a na co byli zvyklí.

Maurice Finocchiaro, autor knihy o aféře Galileo, poznamenává, že jde o „pohled na vztah mezi biblickou interpretací a vědeckým zkoumáním, který odpovídá tomu, který uvedl Galileo v„ Dopisu velkovévodkyni Kristýně “. Papež Pius XII. (1939–1958) zopakoval učení svého předchůdce:

První a největší péčí o Lva XIII. Bylo stanovit učení o pravdě posvátných knih a bránit ji před útokem. Proto vážnými slovy prohlásil, že neexistuje žádná chyba, pokud by posvátný spisovatel, mluvící o věcech fyzického řádu, „prošel tím, co se rozumně objevilo“, jak říká andělský doktor, mluvil buď „obrazným jazykem, nebo slovy, která byla v té době běžně používané a které jsou v mnoha případech v dnešní době v každodenním používání, dokonce i mezi nejvýznamnějšími vědci “. Neboť „posvátní pisatelé, nebo abych mluvil přesněji - slova jsou svatého Augustina - Duch svatý, který jimi mluvil, neměl v úmyslu učit lidi tyto věci - to je základní podstata věcí vesmíru - věci v žádném případě neprospěje spasení “; který princip „bude platit pro příbuzné vědy, a zejména pro historii“, tedy vyvrácením, „poněkud podobným způsobem bludy protivníků a obrana historické pravdy Písma svatého před jejich útoky“.

V roce 1664 papež Alexander VII znovu publikoval Index Librorum Prohibitorum ( Seznam zakázaných knih ) a připojil různé dekrety související s těmito knihami, včetně těch, které se zabývaly heliocentrismem. V papežské bule uvedl, že jeho cílem bylo, aby „posloupnost věcí provedených od začátku mohla být známá [ quo rei ab initio gestae series innotescat ]“.

Poloha kurie se v průběhu staletí pomalu vyvíjela směrem k umožnění heliocentrického pohledu. V roce 1757, během papežství Benedikta XIV., Kongregace indexu stáhla dekret, který zakazoval všechny knihy učící pohyb Země, přestože Dialog a několik dalších knih byly nadále výslovně zahrnuty. V roce 1820 Kongregace svatého úřadu se souhlasem papeže nařídila, aby katolický astronom Giuseppe Settele mohl považovat pohyb Země za prokázanou skutečnost a odstranil jakoukoli překážku, která by katolíkům bránila v pohybu Země:

Posuzovatel posvátného úřadu postoupil žádost Giuseppe Setteleho, profesora optiky a astronomie na univerzitě La Sapienza, o povolení vydat jeho práci Elements of Astronomy, ve které vyznává společný názor astronomů naší doby na každodenní Zemi a každoroční podněty k Jeho Svatosti prostřednictvím božské prozřetelnosti, papež Pius VII. Dříve Jeho Svatost postoupila tuto žádost Nejvyšší posvátné kongregaci a souběžně s zvážením nejvýznamnějšího a nejváženějšího generálního kardinála inkvizitora. Jeho Svatost prohlásila, že neexistují žádné překážky pro ty, kteří podporují Koperníkovo prohlášení ohledně pohybu Země způsobem, jakým je dnes potvrzováno, dokonce i katolickými autory. Kromě toho navrhl do této práce vložit několik notací, jejichž cílem je ukázat, že výše uvedená afirmace [Copernicus], jak se začalo chápat, nepředstavuje žádné potíže; potíže, které existovaly v dobách minulých, před následnými astronomickými pozorováními, která nyní nastala. [Papež Pius VII] také doporučil, aby provedení [těchto rozhodnutí] bylo svěřeno kardinálovi sekretáři Nejvyšší posvátné kongregace a mistru Svatého apoštolského paláce. Nyní je pověřen úkolem ukončit veškeré obavy a kritiku týkající se tisku této knihy a současně zajistit, aby v budoucnosti ohledně vydávání takových děl bylo žádáno svolení kardinála vikáře, jehož podpis nebude vydán bez povolení nadřízeného jeho řádu.

V roce 1822 Kongregace svatého oficia odstranila zákaz vydávání knih, které pojednávají o pohybu Země v souladu s moderní astronomií a papež Pius VII. Ratifikoval toto rozhodnutí:

Nejvýznamnější [kardinálové] rozhodli, že současní ani budoucí mistři Svatého apoštolského paláce nesmí odmítnout povolení tisknout a vydávat díla, která pojednávají o pohyblivosti Země a nehybnosti Země. slunce, podle společného názoru moderních astronomů, pokud neexistují žádné jiné opačné náznaky, na základě dekretů Nejsvětější kongregace Rejstříku z roku 1757 a tohoto Nejvyššího [Svatého úřadu] z roku 1820; a že ti, kdo by se ukázali být neochotní nebo by neuposlechli, by měli být nuceni pod tresty při výběru [této] posvátné kongregace, v případě potřeby s odchylkou od [jejich] nárokovaných výsad.

Edice Katolického seznamu zakázaných knih z roku 1835 poprvé vynechává ze seznamu Dialog . V jeho 1921 papežské encykliky , v praeclara Summorum , papež Benedikt XV uvedl, že „i když to Země, na které žijeme, nemusí být středem vesmíru, jak najednou byla myšlenka, to byla scéna z původního štěstí naše první předkové, svědkové jejich nešťastného pádu, jakož i vykoupení lidstva umučením a smrtí Ježíše Krista “. Druhý vatikánský koncil v roce 1965 uvedl, že „v důsledku toho nemůžeme litovat určitých návyků mysli, které se někdy vyskytují i ​​mezi křesťany a které dostatečně nevěnují pozornost oprávněné nezávislosti vědy a které z argumentů a kontroverzí, které vyvolávají „přiveďte mnoho myslí k závěru, že víra a věda jsou proti sobě“. Poznámka pod čarou k tomuto prohlášení je k mons. Pio Paschini's, Vita e opere di Galileo Galilei , 2 svazky, Vatican Press (1964). Papež Jan Pavel II. Litoval zacházení, kterého se Galileovi dostalo, ve svém projevu k Papežské akademii věd v roce 1992. Papež prohlásil, že incident byl založen na „tragickém vzájemném nepochopení“. Dále uvedl:

Kardinál Poupard nám také připomněl, že rozsudek z roku 1633 nebyl nezměnitelný a že debata, která se poté nepřestala vyvíjet, byla uzavřena v roce 1820 s tím, že dílo Canon Settele dostalo imprimaturu. ... Chybou tehdejších teologů, když si udržovali ústřednost Země, bylo myslet si, že naše chápání struktury fyzického světa bylo nějakým způsobem dáno doslovným smyslem Písma svatého. Připomeňme slavné rčení připisované Baroniovi „Spiritui Sancto mentem fuisse nos docere quomodo ad coelum eatur, non quomodo coelum gradiatur“. Ve skutečnosti se Bible nezabývá detaily fyzického světa, jehož porozumění je kompetencí lidské zkušenosti a uvažování. Existují dvě říše poznání, jedna, která má svůj zdroj ve Zjevení a druhá, kterou může rozum objevit vlastní silou. K posledně jmenovaným patří zejména experimentální vědy a filozofie. Rozdíl mezi těmito dvěma říšemi poznání by neměl být chápán jako opozice.

Ortodoxní judaismus

Několik ortodoxních židovských vůdců udržuje geocentrický model vesmíru založený na výše uvedených biblických verších a interpretaci Maimonida v tom smyslu, že rozhodl, že Země obíhá kolem Slunce. Lubavitcher Rebbe také vysvětlil, že geocentrism je obhajitelné založen na teorii relativity , který stanoví, že „když dvě tělesa ve vesmíru jsou v pohybu vůči sobě navzájem, ... science prohlašuje s naprostou jistotou, že z vědeckého hlediska obě možnosti jsou stejně platné, a sice že Země se otáčí kolem Slunce, nebo se Slunce otáčí kolem Země “, ačkoli on také pokračoval odkazovat na lidi, kteří věřili v geocentrismus jako„ setrvání ve světě Copernicus “.

Zohar uvádí: „Celý svět a lidé na něm se točí v kruhu jako koule, a to jak ve spodní části míče, tak i v horní části. Všechna Boží stvoření, ať žijí kdekoli, na různých částech koule „vypadají jinak (barevně, ve svých rysech), protože vzduch je na každém místě jiný, ale stojí vzpřímeně jako všechny ostatní lidské bytosti, a proto jsou na světě místa, kde když někteří mají světlo, jiní mají tmu; když někteří mají den, jiní mají noc. "

Zatímco geocentrismus je při Maimonidových kalendářních výpočtech důležitý, velká většina židovských náboženských učenců, kteří přijímají božství Bible a přijímají mnoho jeho rozhodnutí jako právně závazných, nevěří, že Bible nebo Maimonides velí víře v geocentrismus.

islám

Poté, co překladatelské hnutí vedené Mu'tazilou , které zahrnovalo překlad Almagestu z latiny do arabštiny, muslimové přijali a zdokonalili geocentrický model Ptolemaia , který podle nich koreloval s učením islámu.

Prominentní případy moderního geocentrismu jsou velmi izolované. Jen velmi málo jednotlivců propagovalo geocentrický pohled na vesmír. Jedním z nich byl Ahmed Raza Khan Barelvi , sunnitský učenec indického subkontinentu . Odmítl heliocentrický model a napsal knihu, která vysvětluje pohyb slunce, měsíce a dalších planet kolem Země.

Planetária

Geocentrický (ptolemaický) model sluneční soustavy je stále zajímavý pro tvůrce planetária , protože z technických důvodů má pohyb ptolemaiovského typu pro planetové světelné zařízení určité výhody oproti pohybu koperníkovského typu. Nebeská sféra stále používá pro výukové účely a někdy i pro navigaci, je také založen na geocentrický systém, který ve skutečnosti ignoruje paralaxy. Tento efekt je však zanedbatelný v rozsahu přesnosti, který platí pro planetárium.

Viz také

Poznámky

Reference

Bibliografie

externí odkazy